CIENCIAS AMBIENTALES

Recursos, Manejo y Alternativas para un Desarrollo Sostenible

Contaminación de Agua

Se define contaminación de agua como la adición de sustancias a un cuerpo de agua que deteriora su calidad, de manera tal que deja de ser apto para el uso que fue designado.  Una definición más sencilla es el hacer las aguas inservibles para algún uso en particular. 

Para cada persona, el significado de contaminación del agua puede representar una vertiente diferente.  Una ama de casa puede encontrar que el agua está contaminada si tiene mal sabor, mal olor o que, al ingerirla, cause trastornos gastrointestinales.

En el caso de un industrial, la contaminación de agua se manifiesta como una afección en la tubería de alguna caldera.  Un agricultor consideraría contaminada el agua que contenga concentraciones elevadas de sal, de tal forma que no sea apta para riego o consumo animal.

Existen distintas causas para la contaminación de las aguas, algunas naturales y otras  como efecto de las prácticas inadecuadas de los seres humanos:

1. Contaminación natural:

Los ríos, los mares, lagos y estuarios tienen la capacidad para limpiarse sin que intervenga el ser humano, pero está limitada por el volumen de los cuerpos de agua, la cantidad de bacterias, los organismos presentes en las aguas y la cantidad de contaminantes que llegan a éstas.  Si el cuerpo de agua es de gran tamaño, puede diluir el contaminante a tal grado que no le haga daño a los organismos que allí habitan.  Las bacterias utilizan el oxígeno de las aguas para descomponer los contaminantes.  Si las cantidades de contaminantes que llegan a los cuerpos de agua son de tal magnitud que no pueden ser descompuestas por los microorganismos presentes, los contaminantes permanecen en el cuerpo de agua evitando el crecimiento de la flora y la fauna natural.  En otras palabras, causan contaminación.

2. Contaminación no natural:

Descargas domésticas: descargas de desperdicios sanitarios tanto de área rural como urbana.

Descargas industriales: desperdicios líquidos descargados a los cuerpos de agua superficiales y costaneros por una gran cantidad de industrias de diversas naturalezas.

Desperdicios agrícolas: provienen de granjas porcinas, avícolas y lecheras.  Son la principal fuente de contaminación agrícola.  Estudios realizados corroboraron que en Puerto Rico, los desperdicios provenientes de animales son equivalentes a los de 6 millones de personas.

Sedimentación y erosión: Los sedimentos  arrastrados por la erosión contribuyen en forma significativa al deterioro de las aguas superficiales.  Los sedimentos provienen principalmente de los terrenos cultivados, del terreno no protegido en los bosques, de las carreteras en construcción y de las áreas urbanas donde la vegetación ha sido removida.  Además, la sedimentación causa una merma en la capacidad de almacenamiento de nuestros embalses.

Petróleo y otras sustancias peligrosas:  Los derrames de petróleo en los puertos y bahías de la Isla, el aceite automotriz desechado por gasolineras, los terminales de petróleo, las tuberías de transporte de gasolina y las facilidades para almacén de carga pesada, todas constituyen potenciales fuentes de contaminación de nuestros cuerpos de agua.  Existen pocas facilidades para disponer de estos desperdicios.  Las plantas convencionales de tratamiento de aguas usadas no pueden procesarlos y solo un número limitado de industrias tiene las instalaciones especiales necesarias para ello.

Principales contaminantes de agua:

Existen tres parámetros principales o formas básicas para determinar el grado de contaminación de un cuerpo de agua.  Estos parámetros son: el número de bacterias coliformes existentes, cantidad de oxigeno disuelto en el agua y PH.

1. Número de bacterias coliformes existentes

El número de bacterias coliformes existentes en los intestinos de los animales de sangre caliente y en los suelos nos indica la probabilidad de que los cuerpos de agua contengan contaminantes patógenos.

Las principales fuentes de bacterias coliformes son las descargas sanitarias, tanto de hogares y negocios, como de sistemas municipales de recolección de aguas usadas.

2. Cantidad de oxígeno disuelto en el agua

Las principales causas contribuyentes a la reducción de oxigeno en el agua son la contaminación por materia orgánica y las descargas industriales cerca de las riberas de los cuerpos de agua.  También factores físicos como el estancamiento contribuyen al agotamiento de oxigeno.

3. Fertilizantes y plaguicidas

Los fertilizantes, tanto naturales como artificiales, utilizados en la agricultura constituyen una fuente potencial de contaminación de agua.  Las prácticas de ganadería generan grandes cantidades de materia fecal, las cuáles son arrastradas por las aguas de lluvia hasta los cuerpos de agua.  Con el lavado de canales se producen efluentes con estiércol que son descargados a los cuerpos de agua.  Los fertilizantes contienen nitratos y fosfatos que sirven de nutrientes a las algas y otras plantas acuáticas.  Altas concentraciones de nitrato en los cuerpos de agua causan metemoglobinemia infantil, enfermedad congénita conocida comúnmente como “bebé azul”.

Por otro lado, los plaguicidas utilizados en la agricultura muchas veces son arrastrados hasta los cuerpos de agua en la misma forma que los fertilizantes. Una vez en los cuerpos de agua, los plaguicidas se descomponen  y/o se adhieren a los sedimentos que contengan el cuerpo de agua.  También pueden adherirse a los tejidos grasos de los animales acuáticos.   El consumo humano de dichos animales acuáticos, como peces y crustáceos, hace que se acumulen los plaguicidas en nuestros tejidos grasos y en la leche materna.  También, si el ganado vacuno consume agua contaminada con plaguicidas, éstos llegan al ser humano mediante el consumo de leche.

4. Contaminación por sólidos suspendidos

La erosión de los terrenos, bien sea por desarrollo de obras de construcción, por arado de terrenos o por desarrollos urbanos, constituyen la principal fuente de contaminación de agua por sólidos suspendidos.  Los sólidos suspendidos provenientes de la erosión son depositados por las aguas de escorrentía en los lechos de los ríos y en el fondo de las represas y lagos contaminándoles.  El ritmo de erosión depende de la clase de actividad que se lleve sobre el terreno, la cantidad de vegetación existente, la cantidad de lluvia, de la inclinación del terreno y de la exposición de los terrenos a la escorrentía. 

Los sólidos suspendidos imparten turbiedad al agua haciéndola no apta para algunos usos como recreación, además de hacerlos estéticamente inaceptables.

   e.  Metales

 Ciertas formas de contaminación química del agua provienen de descargas con compuestos metálicos provenientes de diferentes industrias. Las descargas más tóxicas son las que contienen cromo, cadmio, zinc, plomo y mercurio.

Técnicas de control de contaminación de agua

Las medidas preventivas que se utilizan para mantener los cuerpos de agua libres de contaminantes son la educación, la información, la tecnología moderna y las siguientes técnicas que pueden ser utilizadas para dar tratamiento a aguas contaminadas:

a)    Tratamiento primario – bajo este método se utilizan tres técnicas

1. tanques de sedimentación primaria

 2. rejillas

 3. cámara de arena

b)   Tratamiento secundario –  se compone de las siguientes técnicas:

 1. filtro de goteo

 2. lodos activados

 3. digestor de lodos anaeróbicos

Recursos Humanos

El ser humano interactúa en diversas formas con su ambiente, obteniendo de éste beneficios para su desarrollo y con vivencia colectiva. El hombre no puede vivir solo, es un ente social que necesita comunicarse con otros y perpetuarse. Si se encuentra en el ambiente adecuado, con las condiciones óptimas para su desarrollo, su capacidad de sobrevivir será alta. Si, por el contrario, sus condiciones de vida son críticas, su expectativa de vida se acorta, según sean dichas condiciones.

Esta situación se pueden observar a través de todo el planeta si se comparan las condiciones de vida entre las distintas naciones. En América del Norte las expectativas de vida son elevadas, mientras que en algunos lugares de África hay seres humanos desnutridos, enfermos, cuya expectativa de vida es, tal vez, tres cuartas partes o la mitad de la de los países más desarrollados.

En el mundo no existe un verdadero equilibrio ecológico entre las naciones. Mientras unos tienen muchísimos bienes, otros se encuentran mendigando un mendrugo de pan para satisfacer una necesidad básica del espíritu: el hambre. Sin embargo, el hombre ha estado utilizando sus bienes o recursos naturales de forma indiscriminada, abonando aún más a la falta de alimentos adecuados, a la escasez del preciado líquido: el agua, y a la opacidad de las estrellas en una noche de luna llena.

El ser humano y los recursos naturales

El impacto de las acciones de los seres humanos en el planeta se manifiesta en la pérdida de la biodiversidad y en la disminución de recursos que pueden o no ser renovables. Estas acciones hacen peligrar la permanencia de los recursos existente. Uno de estos casos se puede palpar en el corte indiscriminado de los árboles, para de ellos obtener diversos beneficios. La madera que se obtiene puede ser utilizada para la construcción de hogares, la construcción de mobiliario, para hacer lápices, los cuáles son utilizados diariamente por los estudiantes, al igual que de la madera se hace el papel. Muchos adornos en los hogares, las oficinas y otras dependencias, son hechos en madera. Para la obtención de ésta, es necesario cortar un extenso número de árboles. La leña se obtiene mediante la quema de grandes extensiones de árboles.

La industria de la madera, como casi todas las industrias, trabaja por producción; esto es, a mayor cantidad de árboles cortados, más cantidad de productos y mayores ganancias económicas. Los árboles están entre los recursos naturales renovables más valiosos.

Los árboles no sólo benefician al ser humano en el aspecto de los bienes, su beneficio principal es el servicio que éstos ofrecen a toda la comunidad circundante, viva y no viva. Los beneficios de los árboles son los siguientes:

a)    Purificación del aire - son responsables de filtrar gran parte del aire en la atmósfera, eliminando gases tóxicos y produciendo oxígeno.

b)    Protegen contra los incesantes rayos del Sol – proveen la tan apreciada sombra, refrescando el ambiente y filtrando los rayos solares.

c)     Ahorran energía – ayudan a minimizar el consumo de energía de los acondicionadores de aire al mantener fresco el ambiente.

d)    Proveen alimentos – ofrecen sus frutas, semillas, hojas, corteza y raíces que sirven de alimento para el ser humano y los animales.

e)    Aíslan ruidos – absorben y desvían las ondas sonoras que puedan causar daño.

f)      Proveen combustible - son fuente de carbón vegetal, utilizado en muchos países y en las famosas barbacoas.

g)    Barreras contra el viento - amortiguadores por excelencia de la velocidad de los vientos, protegiendo las cosechas de las inclemencias del tiempo y las costas de la erosión, el desgaste y los huracanes.

h)    Habitáculo para la vida silvestre – son el ambiente adecuado para que se desarrollen diversas formas de vida de la fauna y la flora. Es el hogar por excelencia de muchos microorganismos.

i)       recreación pasiva – ofrecen condiciones como sombra, aire puro y vida silvestre, tan esenciales para el sosiego del espíritu.

j)      Protegen contra la erosión – las copas de los árboles desvían y reducen la velocidad de las gotas de lluvia que caen en el terreno, amortiguando su fuerte impacto para evitar desprendimientos. Su sistema radicular se entrelaza con el suelo evitando el posible deslizamiento.

k)     Conservación de cuerpos de agua – al controlar la erosión, controlan a su vez la sedimentación en los cuerpos de agua, minimizando los problemas en la calidad y cantidad de agua potable y de riego.

l)       Añaden belleza al paisaje – todas las especies tienen un amplio valor estético, tanto en el área urbana como en la rural.

m)  Aumentan el valor de la propiedad – las propiedades con árboles aumentan su valor  en aproximadamente un 20%.

La protección de los árboles por el ser humano es esencial para lograr preservar la belleza y el sentido del espacio abierto en las comunidades.

Otros recursos que se ven afectados por el comportamiento del ser humano son los cuerpos de agua y sus comunidades ecológicas, la calidad del aire que se respira y la contaminación de los suelos, temas que se discutirán en los próximos sub-tópicos.

Recursos Energéticos

El Sol brilla para todos, pero no siempre con la misma intensidad. Si se quiere aprovechar la energía natural que ofrece este astro, hay que tener en consideración los medios que se tengan que usar para lograrlo.

La madre naturaleza ofrece varias alternativas para generar energía, para uso y disfrute de los habitantes del planeta Tierra. Se puede clasificar la energía como natural y artificial. Entre las diversas fuentes de energía, se pueden mencionar las siguientes:

a)    Solar – proviene del Sol. Es utilizada por las plantas en la preparación de productos de carbono ricos en energía. Se puede absorber energía solar por colectores solares, hechos en cristal, cobre, aluminio o plástico. Uno de los usos de la energía solar es para calentar agua. La celda fotovoltaica (celda solar) es otro dispositivo que produce electricidad directamente de la energía solar. Cuando la energía de luz toca una celda solar, se liberan electrones produciendo una corriente eléctrica.

b)    Combustibles fósiles – La mayor parte de la energía que se usa en el mundo proviene de éstos, tales como carbón, petróleo y gas natural, que fueron formados por plantas que vivieron en épocas muy remotas.

 1. El petróleo provee el 38% de la energía mundial total y   tiene más energía por gramo que cualquier otro combustible fósil. Es una  fuente importante de sustancias químicas para la industria de los plásticos. Sus reservas están en decadencia, por lo que es necesario buscar alternativas energéticas.

 2. Gas natural – es un posible remplazo para el petróleo. Desde 1970 ha sido la fuente de energía de crecimiento más acelerado. La mayor parte del gas está con el petróleo. El gas no está igualmente distribuido en el planeta, lo cual hace que los costos para transportarlo a otros lugares sean muy elevados, además de los problemas de seguridad que enfrentan.

3. Carbón – ha experimentado un auge en su uso mundial, al  igual que el gas. Muchos países industrializados están contemplando la posibilidad de sustituir su fuente energética (petróleo)  hacia el uso de carbón.

Ventajas del carbón

i.  Es abundante

ii.  Sus reservas se estiman en 250 veces la cantidad usada en un año.

iii. Su producción de energía mundial es de 25%, con tendencia a aumentar.

         Desventajas del carbón

i.  Transportación costosa (barco, tren)

ii. Plantas generatrices y calderas operadas con carbón son costosas, tanto para construirlas como para operarlas.

iii. Puede convertirse en líquido o gas, pero aumentaría dos o tres veces su costo.

iv.Costos en la salud y el ambiente: contamina el aire, se destruye la tierra y se causa daños a comunidades bióticas.

c)     Plantas hidroeléctricas – usan la energía del agua que cae para producir electricidad. En la Hacienda Buena Vista, en Ponce, Puerto Rico, se puede observar este proceso. El número de buenas localidades para construir estas plantas es muy limitado.

d)  Energía geotérmica – proviene del interior de la tierra. A medida que el agua caliente y el vapor van llegando desde el interior hacia la superficie terrestre, se puede absorber y utilizar la energía de calor. Su uso crea algunos problemas ambientales tales como la corrosión del equipo de las plantas geotérmicas debido a las sales y compuestos de azufre que llegan a la superficie del agua caliente. Además, estos compuestos contaminan el aire y el agua. Los océanos tienen grandes cantidades de energía térmica.

e)  Energía de las mareas – es la energía cinética que se encuentra en el movimiento de las olas y las mareas, difícil de capturar, pero ya existen varios países que la están utilizando.

f)   Energía del viento – es la energía cinética del aire en movimiento, la cual se produce utilizando molinos de viento. En algunas fincas, los utilizan para mover bombas de agua. Los molinos necesitan estar ubicados en espacios abiertos, donde la velocidad del viento sea constante.

g)  Energía de biomasa – es la energía en los materiales orgánicos como resultado de la fotosíntesis reciente. Las plantas, los animales y los desechos humanos cambian a gas metano (CH4) por el uso de bacterias. El metano es una fuente de energía. Las levaduras promueven la fermentación convirtiendo la materia vegetal (caña de azúcar, maíz, uvas) en alcohol, el cual se utiliza como aditivo en la gasolina.

h)  Energía nuclear- es la energía liberada cuando los átomos sufren cambios en la estructura de su núcleo.  Esta energía produce el 9% de la electricidad mundial.  Existen dos tipos de procesos en la producción de la energía nuclear, a saber:

i.          Fusión nuclear- el rompimiento de átomos para liberar energía.  El combustible para este proceso es un isótopo de uranio llama U-235.

j.          Fusión nuclear- en lugar de romper átomos grandes, se combinan átomos pequeños para formar átomos grandes.  La energía producida por el Sol y otras estrellas viene de la fusión nuclear.

Manejo de Desperdicios Sólido

Como consecuencia de las actividades del ser humano, constantemente se está generando una gran diversidad de desperdicios sólidos, surgiendo la necesidad de buscar alternativas para su disposición de acuerdo a su clasificación. Los desperdicios sólidos se clasifican en peligrosos y no peligrosos.

Desperdicios sólidos no peligrosos:

a)    Municipales

b)    Agrícolas

Desperdicios sólidos municipales:

a)    Basura

b)    Escombros de construcción

c)     Animales muertos

d)    Cenizas

e)    Cieno seco

f)      Chatarras (vehículos desechados)

Los desperdicios, como animales muertos y vísceras de animales, se descomponen rápidamente y crean problemas de contaminación y manejo. Los desperdicios como chatarras y artículos voluminosos hay que disponerlos sobre el terreno por falta de facilidades adecuadas para ser reutilizados.

Desperdicios sólidos agrícolas:

Es todo material de desecho, sólido o líquido, que se produce como resultado de actividades agrícolas, excepto las podas de piñas y la cáscara de arroz. En Puerto Rico existen varios proyectos agrícolas tales como vaquerías porquerizas comerciales y proyectos avícolas. Estos proyectos generan desperdicios sólidos en cantidades significativas. Las cosechas generan residuos de plantas y/o plantas enteras que se desechan en el punto de origen.

Los desperdicios sólidos que generan los proyectos agrícolas son de difícil manejo por ser mal olientes. Su disposición debe ser inmediata para evitar la propagación de vectores (moscas). El método de limpieza a usarse debe ir encaminado a evitar la contaminación del terreno y los cuerpos de agua superficiales.

Desperdicios sólidos peligrosos:

En Puerto Rico, se manejan los siguientes tipos de desperdicios peligrosos:

a)    Plaguicidas

b)    Químicos orgánicos altamente tóxicos

c)     Inorgánicos

d)    Explosivos

e)    Inflamables

Algunos desperdicios se degradan con gran lentitud, ocasionando que permanezcan en el ambiente por tiempo indefinido. La interacción entre estos desperdicios es más persistente y peligrosa. Los desperdicios peligrosos se identifican de acuerdo a cuatro criterios. Si un desperdicio presenta tan sólo una de las siguientes características, se considera peligroso:

a)    Inflamabilidad

b)    Corrosividad

c)     Reactividad

Contaminantes principales

1. Desperdicios sólidos no peligrosos:

a)    Grandes cantidades de lodos que se generan en plantas de aguas usadas

b)    Desperdicios sólidos de proyectos agrícolas

c)     Chatarras y basuras

d)    Jugos de lixivados (líquido que ha percolado o drenado de desperdicios sólidos)

2. Desperdicios sólidos peligrosos:

a)    Plaguicidas

b)    Pinturas

c)     Baterías

d)    Grasas

e)    Aceites

f)      Desperdicios patológicos (bio-médicos)

Desperdicios Bio-Médicos

Entre los desperdicios patológicos se encuentran los desperdicios bio-médicos. Éstos surgen de la disposición de los restos humanos al ser intervenidos médicamente, bien sea en cirugía mayor, como en los hospitales, o en las oficinas médicas, en casos menos severos. Otras fuentes para estos desperdicios son los materiales utilizados en laboratorios, tanto clínicos como investigativos, en el proceso de tratamiento y curación del paciente, tanto en hospitales como en otras agencias de salud, en el proceso de diagnóstico mediante la utilización de resonancias magnéticas y rayos-x, entre otros.

La disposición de jeringuillas, gasas ensangrentadas, guantes de látex y restos de sueros acarrea un gran problema de contaminación si no se realiza adecuadamente. La disposición inicial de estos materiales se hace en distintos envases, previamente diseñados y rotulados para dicho fin. Luego de ello, son enviados a su disposición final, de acuerdo al tipo de desperdicio. Algunos son enviados directamente a la basura que ha de llegar a los vertederos.

Otros, por su grado de peligrosidad, no pueden ser depositados en dicho lugar. A cambio, son procesados mediante incineración. Aunque se evita la contaminación de los suelos, se produce otro tipo de contaminación, la de los particulados en el aire, sustancias altamente contaminantes y causantes de alergias en el ser humano, tanto respiratorias como en la piel.

La chimenea de la incineradora también emite gases y sustancias igualmente nocivas a la salud del ser humano y al ambiente. Entre éstas, se pueden mencionar los óxidos de azufre, óxidos de nitrógeno, ácidos, metales pesados, dioxinas y furanos. Estas dos últimas se encuentran entre las sustancias más nocivas del planeta, provocando cáncer en los humanos.

Calentamiento Global

Entre los efectos de las actividades en el planeta, tanto naturales como provocadas, uno de los más preocupantes es el Calentamiento Global.   Este tema ha sido objeto de grandes controversias a nivel mundial. Los científicos lo atribuyen a unas causas mientras algunos escépticos expresan algunas reservas en cuanto a causa y efecto.

La realidad es que algunas manifestaciones de la naturaleza han reflejado una tendencia a un cambio que a su vez afecta, de una forma u otra, la biodiversidad del planeta.

¿Qué es el Calentamiento Global? Es el aumento significativo de la temperatura terrestre. Una de las causas a la que se le atribuye el calentamiento global es al “rompimiento” de la capa de Ozono (O3).  Las moléculas de ozono se encuentran presentes en la atmósfera terrestre, fungiendo como escudo protector de los rayos solares. Con la emisión de diversos contaminantes al aire, como los hidrocarburos, los plaguicidas, monóxido de carbono, óxido de azufre, entre otros, se contamina la atmósfera. Algunos compuestos contaminantes reaccionan con la molécula de ozono rompiendo la misma y formando nuevos compuestos. Este rompimiento hace que esa capa protectora se debilite, permitiendo a su vez el paso de los rayos ultravioletas en forma más directa.

¿Qué consecuencias pueden surgir además del cambio en temperatura? Problemas de salud, pérdida de la biodiversidad debido a la exposición continua a los rayos ultravioletas, daño a la comunidad coralina y, por consiguiente, a las diversas especies que allí habitan, en fin, cualquier acción que cause desbalance en una comunidad en desarrollo, causaría a su vez el desequilibrio ecológico.

Entre las acciones que tienden a afectar este equilibrio, se encuentran el mal manejo de los recursos, la disposición inadecuada de los desperdicios que se genera y a su vez, la generación excesiva de dichos desperdicios.

Las industrias son responsables de gran parte de la contaminación del aire, del agua y en algunos casos, del suelo. Las emisiones tóxicas a través de las chimeneas envían al aire particulado nocivo a la salud humana y a otros organismos. Las descargas a los cuerpos de agua, legales o ilegales (según los parámetros establecidos por la EPA), afectan a las especies que le habitan. La disposición de desperdicios sólidos en vertederos produce lixiviados que contaminan los suelos.  

Las actividades humanas son sólo una de las partes responsables del aumento en la temperatura de la superficie terrestre. Existen causas naturales que abonan a este incremento. Sin embargo, entre las causas más significativas se encuentra el cambio en la composición de la atmósfera mediante la formación de los gases de invernadero, principalmente el bióxido de carbono, el metano y el óxido nitroso. Las propiedades de “atrape de calor” de estos gases es indiscutible. La temperatura de la superficie terrestre ha aumentado 0.6°C (1.1°F) durante el pasado siglo, en el cual, el calentamiento mayor ocurrió en las últimas dos décadas.

En febrero de 2005, el Protocolo de Kyoto cobró fuerza, casi ocho años después de haber sido desarrollado. El acuerdo, que establece las reglas para detener los gases de invernadero por el calentamiento climático a un promedio de 5% más bajo que los niveles en 1990, finalmente se convirtió en ley cuando Rusia reunió a 140 naciones en apoyo al protocolo. Aunque la actividad humana ha aumentado los niveles de muchos gases atmosféricos, el que más capta la atención del Protocolo de Kyoto es el CO2, porque el ser humano produce demasiado bióxido de carbono, el cual tiene un fuerte efecto de absorción de calor.

Los factores económicos son los que finalmente determinan varias, si no la mayoría, de las decisiones en la política ambiental. Lo principal en el momento de tomar decisiones que afectan el ambiente es hacer un análisis de las necesidades, de lo que se desea obtener, del valor de los bienes y servicios que se necesitan, en la permanencia de los recursos y en la costo-efectividad de los bienes y servicios.

No sólo hay que analizar a base de las necesidades actuales, sino que hay que perpetuar los recursos para el uso y disfrute de las generaciones futuras y heredarles un planeta limpio.

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